胡曉強(qiáng),李 峰,趙建選,靳榮線,馬瑋超
(河南省新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,河南 新鄉(xiāng) 453000)
平菇[Pleurotus ostreatus(Fr.)Kummer]適應(yīng)性強(qiáng)、生長旺盛,栽培、管理相對(duì)容易,出菇快、產(chǎn)量高、營養(yǎng)價(jià)值高,是世界上主要栽培食用菌之一,也是我國各地廣泛栽培的菌類之一。據(jù)中國食用菌協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)(2017年),國內(nèi)平菇2016年總產(chǎn)量約600萬噸,在全國各地均有栽培,河南省是全國平菇重點(diǎn)產(chǎn)區(qū),年產(chǎn)量約100萬噸,栽培面積分布全省[1]。不同地區(qū)氣候環(huán)境和栽培工藝的不同,同一品種會(huì)有不同的出菇表現(xiàn),因此在規(guī)模化生產(chǎn)前應(yīng)做適應(yīng)性馴化。楚曉真等[2]對(duì)河南地區(qū)的12個(gè)平菇菌株進(jìn)行了比較試驗(yàn),篩選出2個(gè)在產(chǎn)量、抗病性、菇色、菇形等方面表現(xiàn)良好的菌株。劉芹等[3]在河南23個(gè)常規(guī)栽培品種中,篩選出7個(gè)品質(zhì)優(yōu)良的品種。河南平菇栽培面積大,主要分為熟料、發(fā)酵半熟料、發(fā)酵料3種栽培模式,為篩選適宜本地發(fā)酵料模式生產(chǎn)使用的平菇菌株,對(duì)收集、引進(jìn)的29個(gè)平菇菌株進(jìn)行了品種比較分析。
1.1.1 供試菌株
供試平菇菌株共29個(gè),菌株信息詳見表1。
表1 供試平菇菌株Tab.1 The tested strains of Pleurotus ostreatus
1.1.2 供試培養(yǎng)基
CPDA培養(yǎng)基:馬鈴薯200 g、葡萄糖20 g、瓊脂 20 g、KH2PO42 g、MgSO40.5 g,水 1 000 mL,pH自然。
液體培養(yǎng)基:馬鈴薯 200 g、葡萄糖 20 g、KH2PO42 g、MgSO40.5 g,水1 000 mL,pH自然。
原種培養(yǎng)基:麥粒78%、棉籽殼20%、石膏2%。
栽培種培養(yǎng)基:棉籽殼70%、玉米芯28%、石灰2%,含水量65%。
發(fā)酵料培養(yǎng)基:玉米芯92.5%、尿素1.5%、磷肥3%、石灰3%,含水量65%~70%。
1.1.3 主要試劑與儀器
三羥甲基甲烷 (C4H11NO3,Tris)、N,N,N’,N’-乙二胺(C6H16N2,TEMED)、丙烯酰胺 (C3H5NO,Acr)、甲叉雙丙烯酰胺(C7H10N2O2,Bis)、甘氨酸(C2H5NO2)、過硫酸銨、核黃素、甘氨酸(C2H5NO2)、乙酸-1-萘酯(C12H10O2)、乙酸-2-萘酯(C12H10O2)、固藍(lán)RR鹽(C15H14ClN3O3,1/2 ZnCl2)等,均為分析純,阿拉丁試劑(上海)有限公司。
DYCZ-24B型電泳儀,北京市六一儀器廠。
1.2.1 酯酶同工酶法鑒定菌株
同工酶是蛋白質(zhì)的一種特殊類型,是指來源相同,催化性質(zhì)相同而酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)不同,分別由不同等位基因或不同基因位點(diǎn)編碼的蛋白質(zhì),具有組織、發(fā)育階段及物種的特異性。作為一種遺傳標(biāo)記,同工酶已被廣泛應(yīng)用于動(dòng)植物的遺傳分析、生理生化研究,并且作為分類的重要指標(biāo)廣泛應(yīng)用于真菌的分類鑒定中。參照農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1097-2006食用菌菌種真實(shí)性鑒定 酯酶同工酶電泳法[4]的方法進(jìn)行試驗(yàn)。供試菌株經(jīng)試管活化后,接種于液體培養(yǎng)基,25℃恒溫靜止培養(yǎng)7 d。用濾紙過濾菌絲體,放入預(yù)冷的研缽中,冰浴條件下研磨至粉末狀,然后轉(zhuǎn)移至1.5 mL離心管中,加入Tris-HCl提取液,混勻,于4℃、10 000 r·min-1條件下離心10 min。取上清液,與40%蔗糖溶液和溴酚藍(lán)指示劑以5∶1∶1的比例混合,即為電泳樣品。
采用垂直板聚丙烯酰胺凝膠電泳,分離膠濃度7%,濃縮膠濃度2.5%,上樣量20 μL,在室溫條件下穩(wěn)流電泳。采用固藍(lán)RR鹽、乙酸-ɑ萘酯、乙酸-β萘酯染色過夜,7%醋酸溶液漂洗、固定凝膠,膠片成像儀下拍照。
1.2.2 栽培試驗(yàn)
按照技術(shù)規(guī)程,依次制備原種、栽培種,采用玉米芯發(fā)酵料栽培方式[5]栽培,發(fā)酵料培養(yǎng)基按照配方堆置,料溫達(dá)到60℃以后每2天翻堆1次,發(fā)酵10 d。采用26 cm×55 cm×0.015 cm規(guī)格塑料袋制袋,每袋平均裝干料1.5 kg。播種時(shí)共播4層菌種,每層使用菌種量15%,室溫發(fā)菌,適時(shí)采收。每個(gè)菌株栽培15袋,按照每個(gè)菌株出菇比例達(dá)到60%時(shí)統(tǒng)計(jì)子實(shí)體菌蓋顏色、菌柄質(zhì)地、菌褶顏色、菌褶密度,記錄各菌株滿袋時(shí)間、產(chǎn)量等指標(biāo)。
菌褶密度(D)計(jì)算公式為:
式中:X表示統(tǒng)計(jì)的菌褶數(shù)(條);C表示統(tǒng)計(jì)的菌褶長度(cm)。
生物學(xué)效率(E,%)計(jì)算公式為:
式中:M表示子實(shí)體鮮重(kg);m表示培養(yǎng)料干重(kg)。
不同平菇菌株酯酶同工酶酶譜見圖1。
圖1 部分平菇菌株酯酶同工酶圖譜Fig.1 Esterase isozyme zymogram for a parts of Pleurotus ostreatus
如圖1所示,平菇的酶帶較多,數(shù)量在3條~9條不等,共檢測(cè)到13條遷移速度不同的酶帶,根據(jù)酯酶同工酶條帶的有無,按照有條帶記為1,無條帶記為0進(jìn)行統(tǒng)計(jì),采用相似系數(shù)法進(jìn)行聚類分析,得到樹狀圖,見圖2。
圖2 供試平菇菌株酯酶同工酶聚類分析樹狀圖Fig.2 Dendrogram of esterase isozyme cluster analysis for Pleurotus ostreatus strains
由圖2可以看出,當(dāng)相似系數(shù)為0.65時(shí),可以把29個(gè)平菇菌株分為4個(gè)類群。第一類群包括:野生1、野生4、PH5、PH2、豫三05、106-2共6個(gè)菌株;第二類群包括:野生2、野生3共2個(gè)菌株;第三類群包括:PH4、PH8、PH14、新科108、Pl46、650、8129、18003、新科 106、107-2、17004、615、8105、Pl54、黑平 2號(hào)、新831、雪F2、2106、99共19個(gè)菌株;第四類群包括:新科102、原生2號(hào)共2個(gè)菌株。其中第一類群、第二類群與第三類群、第四類群相似系數(shù)為0.51,第一類群與第二類群相似系數(shù)為0.53,第三類群與第四類群相似系數(shù)為0.61,29個(gè)平菇菌株的酯酶多態(tài)性較高,種質(zhì)資源較為豐富。
不同平菇菌株栽培試驗(yàn)結(jié)果見表2。
表2 供試平菇菌株農(nóng)藝性狀比較Tab.2 Comparison of the agronomic characters of Pleurotus ostreatus strains
如表 2所示,菌株2106、650、180-2、8105、PH2、PH4、PH8、新科102這8個(gè)菌株菌絲生長速度最快,均為25 d滿袋,野生4、PH5、豫三05這三個(gè)菌株菌絲生長速度較慢,大多數(shù)菌株菌絲滿袋時(shí)間為26 d~30 d之間;供試菌株的子實(shí)體菌蓋顏色分為灰白色、灰色、灰黑色至黑色;菌柄質(zhì)地分為硬、中等程度硬和軟;菌褶為白色和灰白色;菌褶密度差異較大,菌褶密度為13~21不等;前三茬生物學(xué)效率最高的菌株為2106,達(dá)82.9%,其次為新科108、650。通過對(duì)菌株滿袋時(shí)間、子實(shí)體農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量等一系列性狀的比較,2106、新科108、650菌株綜合性狀較好,可作為本地秋冬季生產(chǎn)的優(yōu)良平菇菌株。
酯酶同工酶是從蛋白質(zhì)水平反應(yīng)生物的遺傳變異,是一種主要的生化標(biāo)記技術(shù),目前已廣泛應(yīng)用于食用菌的分類鑒定及種質(zhì)資源評(píng)價(jià)等研究[6-9]。本研究對(duì)收集和保藏的29個(gè)主要平菇栽培菌株進(jìn)行了酯酶同工酶分析,得到了29個(gè)平菇供試菌株的遺傳相似系數(shù)和聚類分析樹狀圖,初步鑒定了29個(gè)供試菌株之間的親緣關(guān)系。結(jié)果表明,29個(gè)平菇菌株的酯酶多態(tài)性較高,種質(zhì)資源較為豐富,可作為遺傳育種的備選材料。
豫北地區(qū)秋冬季發(fā)酵料栽培平菇,主要選用菌絲生長速度快、子實(shí)體菌蓋顏色深、商品性狀優(yōu)的菌株作為生產(chǎn)用菌株。發(fā)酵料培養(yǎng)基為非純培養(yǎng)培養(yǎng)基,菌絲生長速度快,生長優(yōu)勢(shì)強(qiáng),一般抗雜性和栽培成功率較高;本地市場(chǎng)對(duì)菌蓋顏色深、菌褶顏色白的菌株較為喜愛;菌褶密度與平菇商品的運(yùn)輸影響較大,一般認(rèn)為菌褶密度較稀的菌株,在采摘及運(yùn)輸過程中,由于機(jī)械碰觸,易造成菌褶破裂,影響商品性,菌褶密度大的菌株成為人為選擇馴化的一個(gè)指標(biāo)。綜合29個(gè)平菇商品性狀及產(chǎn)量,2106、新科108、650可作為本地秋冬季發(fā)酵料生產(chǎn)用的優(yōu)良平菇菌株。